Doktorsvörn í líf- og læknavísindum - Guðmundur Bragi Walters

Föstudaginn 9. júní 2023 ver Guðmundur Bragi Walters doktorsritgerð sína í líf- og læknavísindum við Læknadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: 

Erfðafræði taugaþroskaraskana: Áhrif sjaldgæfra breytileika á byggingu og starfsemi heilans. Genetics of neurodevelopmental disorders: Effects of rare sequence variants on brain structure and function.

Andmælendur eru dr. Sébastien Jacquemont, dósent við háskólann í Montréal, Kanada, og dr. Manuel Mattheisen, prófessor við Dalhousie University, Kanada. 

Umsjónarkennari var Kári Stefánsson, prófessor emerítus, og meðleiðbeinandi var Hreinn Stefánsson, forstöðumaður hjá Íslenskri erfðagreiningu. Auk þeirra sátu í doktorsnefnd Evald E. Sæmundsen, klínískur prófessor, og Gísli Másson, framkvæmdastjóri hjá Íslenskri erfðagreiningu.

Dr. Sædís Sævarsdóttir, prófessor og varadeildarforseti Læknadeildar, stjórnar athöfninni sem fer fram í Hátíðasal Háskóla Íslands og hefst kl. 13.00.

Vörninni verður streymt: 

https://livestream.com/hi/doktorsvorngudmundurbragiwalters

Ágrip

Þroskunarferli taugakerfisins er flókið kerfi, undir nákvæmri stjórn, og truflanir geta leitt til mismunandi raskana á hegðun eða vitrænni starfsemi sem birtast sem taugaþroskaraskanir og geðraskanir. Breytileikar í erfðamengi hafa verið tengdir við taugaþroskaraskanir og geðraskanir. Þó að undirliggjandi líffræðilegir þættir þessara raskana séu að mestu leyti óþekktir hafa rannsóknir undanfarinna ára bent til sameiginlegra erfðafræðilegra áhættuþátta. Til að einangra og rannsaka vitræna þáttinn völdum við arfbera eintakabreytileika, sem auka áhættu á einhverfurófsröskun eða geðklofa, en þeir hafa ekki fengið greiningu á þessum röskunum. Ýmis vitræn próf voru lögð fyrir þessa einstaklinga og heilar þeirra kannaðir með segulómun. Rannsóknin leiddi í ljós sértækar greindarskerðingar og heilabreytingar sem svipar til þeirra sem eiga sér stað hjá þeim sem greinast með geðklofa. Út frá þessum niðurstöðum spratt sú tilgáta að breytingar á vitsmunum séu ekki endilega afleiðing geðraskana, heldur geti þær jafnvel miðlað hluta af sjúkdómsáhættunni. Að auki sýndum við fram á áður óþekkt tengsl á milli þessara eintakabreytileika og áhættu á ADHD sem bendir til þess að taugaþroskaraskanir og geðraskanir eigi sameiginlegar líffræðilegar undirstöður. Við beittum sömu rannsóknaraðferðum til að uppgötva tengsl á milli eintakabreytileika 15q11.2(brotsvæði 1-2) brottfellingar og sértækrar námsröskunar, án greindarskerðingar, og breytinga í uppbyggingu og virkni heilans, sem áður höfðu verið tengdar við lesskilning og margföldunarskilning. Að auki fundum við breytingar í basaröð sem styttir próteinafurð MAP1B gensins og tengjast mjög sterklega við greindarskerðingu og verulegum breytingum í hvíta efni heilans. Rannsóknirnar auka skilning á áhrifum breytileika í erfðamenginu á vitsmuni, byggingu og virkni heilans og tengslum þeirra við geð- og taugaþroskaraskanir.

Abstract

Development of the nervous system is a complex and highly regulated process that, when impaired, can result in a multitude of disorders of varying behavioural, cognitive, and functional severity that may present as neurodevelopmental (NDDs) and psychiatric disorders. Variations in the genome have been associated with NDDs and psychiatric disorders. Although the underlying biological mechanisms are largely unknown research in recent years has revealed shared genetic risk factors. To study the cognitive element, independent of the clinical state, we identified carriers of copy number variants (CNVs), that confer risk of NDDs and psychiatric disorders, yet do not have a diagnosis of those disorders. These individuals were administered a battery of cognitive tests and brain MRI that identify specific cognitive impairments and structural changes akin to those seen in schizophrenia diagnosed individuals. This led us to propose that the cognitive impairments are not necessarily consequences of the disorders but may in fact mediate some of the disorder risk instead. In addition, a previously unidentified association was demonstrated between these CNVs and ADHD that suggests a common biological foundation for the NDDs and psychiatric disorders. Using these same tools, we identified an association between the CNV 15q11.2(breakpoint 1-2) deletion and specific learning disorders, independent of IQ, and structural and functional changes in the brain previously identified as being important for reading and arithmetic. We also discovered protein truncating variants in MAP1B that associate strongly with intellectual impairments and dramatic changes in brain white matter. These results broaden understanding of the effects of variants in the genome on cognition, structural and functional changes in the brain and their relation to NDDs and psychiatric disorders.

Um doktorsefnið

Guðmundur Bragi Walters er fæddur árið 1973 í Reykjavík. Hann lauk stúdentsprófi árið 1991 frá Kelvin Grove State High School og B.Sc-gráðu í líffræði við Griffith University (Brisbane, Queensland) í Ástralíu árið 1994. Bragi hóf doktorsnám við Læknadeild Háskóla Íslands árið 2014 og hefur síðan starfað að doktorsverkefni sínu. Samhliða náminu hefur hann verið verkefnastjóri hjá Íslenskri erfðagreiningu (ÍE). Bragi hóf störf hjá ÍE 1997 og síðan þá tekið þátt í erfðarannsóknum margvíslegra sjúkdóma, raskana og annarra svipgerða, verið þátttakandi í fjölmörgum alþjóðlegum samstarfsverkefnum og meðhöfundur á yfir 60 greinum. Frá 2011 hefur hann verið verkefnastjóri taugaþroskaraskana, auk þess að sinna ýmsum verkefnum bæði innan miðtaugakerfisdeildar ÍE og víðar innan fyrirtækisins. Helstu rannsóknir Braga tengjast því að varpa ljósi á áhrif erfðaþátta á vitsmuni, heilastarfsemi og taugaþroskaraskanir. Foreldrar hans eru Sigríður Guðný Ingvadóttir og David Llewellyn Walters. Eiginkona Braga er Sólborg Unnur Hafsteinsdóttir og eiga þau tvö börn, Andreu Sif og Róbert Breka.